Como a potência do laser afecta a soldadura: Explicação

O que determina a qualidade e a eficiência de uma soldadura? Na soldadura a laser, a definição da potência é crucial. Este artigo analisa a forma como a potência do laser afecta os resultados da soldadura, desde a profundidade de penetração à velocidade de soldadura. Os leitores ficarão a conhecer os princípios subjacentes à soldadura a laser, a relação entre a potência e a qualidade da soldadura e dicas práticas para otimizar os processos de soldadura. Prepare-se para compreender a ciência que dá forma a soldaduras perfeitas e melhorar as suas competências de soldadura.

Índice

Leia este artigo com as seguintes perguntas:

  • O que é o fator de formação da soldadura? Como calcular?
  • Qual é a base para selecionar a potência de saída do laser durante soldadura a laser?
  • Quais são os efeitos da diminuição da potência de saída do laser na penetração da soldadura e na velocidade de soldadura alcançável?

1. Princípio da soldadura de duplo feixe

Classificação da soldadura a laser

1) De acordo com a densidade de potência e as características da formação da soldadura:

  • Soldadura por condução de calor: densidade de potência (potência de saída do laser / área do ponto focal) < 105W/cm2
  • Soldadura de penetração profunda: densidade de potência > 106W/cm2

2) De acordo com o modo de saída do laser:

  • Soldadura por laser pulsado
  • Soldadura contínua a laser
Diagrama esquemático da soldadura por laser pulsado e da soldadura por laser contínuo

Fig. 1 Diagrama esquemático de soldadura por laser pulsado e soldadura contínua a laser

2. Seleção da potência do laser P

A escolha de P (potência laser) é baseada na espessura da chapa. P determina a densidade de potência do ponto e influencia tanto a profundidade de penetração como a velocidade de soldadura.

Curva da densidade de potência e da temperatura do metal com o tempo

Fig.2 Curva da densidade de potência e da temperatura do metal com o tempo

3. Efeito da potência do laser na penetração

Como ilustrado na figura, quanto maior a potência (P/kw), maior a penetração, e vice-versa.

Relação entre a penetração do laser e a potência

Fig. 3 Relação entre a penetração do laser e a potência

4. Influência da potência do laser na velocidade de soldadura

Pontos de conhecimento suplementares:

O fator de forma de uma soldadura é definido em GB/T3375-1994 como a relação entre a largura da soldadura (B) e a espessura calculada da soldadura (H) na secção transversal de uma única soldadura (φ = B/H), como mostra a Figura 4.

Um fator de forma pequeno resulta numa soldadura estreita e profunda. No entanto, o centro da soldadura tende a ter maiores concentrações de impurezas e uma fraca resistência à fissuração térmica devido à segregação regional. Por isso, o fator de forma não deve ser demasiado pequeno.

Por exemplo, o fator de forma da soldadura deve ser superior a 1,3, o que significa que a largura da soldadura deve ser, pelo menos, 1,3 vezes a espessura calculada da soldadura.

A potência e a velocidade do laser determinam a formação da soldadura

Fig. 4 A potência e a velocidade do laser determinam a formação da soldadura

Relação entre a velocidade de soldadura e a potência do laser

Fig. 5 Relação entre a velocidade de soldadura e a potência do laser

5. Relação entre a potência do laser, a velocidade de soldadura e a penetração

Alterações da penetração e da velocidade de soldadura do aço de baixo carbono sob diferentes potências

Fig. 6 Alterações da penetração e da velocidade de soldadura do aço de baixo carbono sob diferentes potências

Resumo:

A potência de soldadura a laser determina a densidade de potência do ponto e controla a profundidade de penetração e a velocidade de soldadura. À medida que a potência do laser aumenta, tanto a velocidade de soldadura como a profundidade de penetração aumentam.

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.

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